(57)【要約】【課題】本発明は、管円周方向での肉厚が従来より均一な、つまり偏肉が少ない継目無鋼管を製造可能にする継目無鋼管の偏肉抑制方法及び継目無鋼管製造用ガイドを提供することを目的としている。【解決手段】加熱された丸鋼鋳片を管状体であるガイドを通過させてピアサー圧延機へ導き、該丸鋼鋳片の先端に砲弾形状のプラグを押し当てつつ圧延、穿孔する技術を改良した。その概要は、前記ガイドの出側位置をピアサー圧延機のロール・ギャップの最小位置より２５０〜３００ｍｍの所にすると共に、前記丸鋼鋳片と該ガイドとの隙間を１０〜１５ｍｍにして該丸鋼鋳片をピアサー圧延機へ供給するものである。また、これを実施するための継目無鋼管製造用ガイドも開発した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された丸鋼鋳片を管状体であるガイドを通過させてピアサー圧延機へ導き、該丸鋼鋳片の先端に砲弾形状のプラグを押し当てつつ圧延、穿孔して素管とするに際し、
前記ガイドの鋳片出側位置をピアサー圧延機のロール・ギャップの最小位置より２５０〜３００ｍｍの所にすると共に、前記丸鋼鋳片と該ガイドとの隙間を１０〜１５ｍｍにして、該丸鋼鋳片をピアサー圧延機へ供給することを特徴とする継目無鋼管の偏肉抑制方法。
【請求項２】
加熱された丸鋼鋳片をピアサー圧延機へ導く、又はピアサー圧延機で穿孔した素管をエロンゲータへ導く管状体からなるガイドであって、
前記ガイドの丸鋼鋳片又は素管が抜け出す側に、爪状先端を有するスリーブを設けたことを特徴とする継目無鋼管製造用ガイド。
【請求項３】
前記爪状先端を有するスリーブを、前記ガイドへボルト・ナット又はピンで固定してなることを特徴とする請求項２記載の継目無鋼管製造用ガイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、継目無鋼管の偏肉抑制方法及び継目無鋼管製造用ガイドに係わり、詳しくは、継目無鋼管の偏肉を従来より低減し、且つその製造時に製品歩留りを大きくする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
継目無鋼管は、例えば図４に示すような工程を経て製造される。
【０００３】
まず、断面が丸い鋼鋳片（丸ビレットともいう）１を素材にして、それを加熱炉２で所定温度（通常、１０００〜１２００℃）に加熱した後、ガイドと呼ぶ管状体（図示せず）を通過させてピアサー３と称する穿孔圧延機まで案内し、プラグ４という先端が砲弾状の冶具を押し当てながら圧延して穿孔し、素管５にする。次に、小径（例えば、外径８８．９ｍｍφ、肉厚９．０ｍｍ程度）の製品とする場合には、該素管５をマンドレル・ミル６と称する圧延機でマンドレル・バー７を挿入しながら延伸してから再加熱炉８で加熱し、ホット・ストレッチ・レデューサ９なる多段圧延機で、管径を絞ると共に、サイズを整える。一方、製品サイズをもう少し大きく（例えば、外径３２３．８ｍｍφ、肉厚１２．７ｍｍ程度）する場合には、前記素管５は、別途設けた管状体（これも図示せず）を介してエロンゲータ１０なる圧延機に導き、そこで拡管してから、プラグミル１１なる圧延機で延伸、リーラ１２なる圧延機で磨管を行い、前記した再加熱炉８で加熱した後、サイザー１４なる多段圧延機で管径を絞ったり、サイズ調整を行う。
【０００４】
ところで、かかる工程を経て製造された継目無鋼管は油井管、ライン・パイプ等に用いられるが、最近、その品質特性の向上及び製品コストの低減に対する要求が従来より一段と厳しくなっている。
【０００５】
その品質特性の一つとして、管断面における肉厚の均一性がある。つまり、肉厚が管の円周方向で一様であることが要求されるのである。そこで、肉厚の均一性を阻害するよう原因が検討され、原因の一つとして、ピアサーで圧延される素材の後端部がロールから離隔しているので、ロールに挟まれるまでは位置が拘束されず、大きく振れることにあると考えられた。そして、その後端部の触れを抑制するために、素材をロールへ導くガイドとして前記円筒体を設けるようになったのである。しかも、この円筒体の先端（出側）がロールに近いほど、素材の後端部振れは小さくなるはずである。ところが、ロール近傍の空間は、圧延中素材の左右（又は上下）振れを抑える支持部材（ガイドシューと称する）が設置されて非常に狭く、円筒体の先端をロールに近づけていくと、円筒体自体がロールと接触するようになり、圧延作業が実施できない。この対策として、円筒体の先端に切り欠き部を設けるようにしたガイドが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、該特許文献１記載のガイドは、ガイドとロールの接触を回避することを主体としていたので、素材後端部の振れを抑制することにはあまり注目していない。つまり、ガイドの先端をロールにどこまで近づけると、満足できる肉厚の均一性が確保できるかについては何ら情報が開示されておらず、技術として未完成であり、さらなる研究が必要であった。また、もし肉厚分布が今以上に改善できれば、製品歩留りが従来より向上し、その結果として、製造コストの低減が期待できる。
【特許文献１】実用新案登録公報  第２５８０５１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑み、管円周方向での肉厚が従来より均一、つまり偏肉が少ない継目無鋼管を製造可能にする継目無鋼管の偏肉抑制方法及び継目無鋼管製造用ガイドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。
【０００９】
すなわち、本発明は、加熱された丸鋼鋳片を管状体であるガイドを通過させてピアサー圧延機へ導き、該丸鋼鋳片の先端に砲弾形状のプラグを押し当てつつ圧延、穿孔して素管とするに際し、
前記ガイドの鋳片出側位置をピアサー圧延機のロール・ギャップの最小位置より２５０〜３００ｍｍの所にすると共に、前記丸鋼鋳片と該ガイドとの隙間を１０〜１５ｍｍにして、該丸鋼鋳片をピアサー圧延機へ供給することを特徴とする継目無鋼管の偏肉抑制方法である。
【００１０】
また、本発明は、加熱された丸鋼鋳片をピアサー圧延機へ導く、又はピアサー圧延機で穿孔した素管をエロンゲータへ導く管状体からなるガイドであって、
前記ガイドの丸鋼鋳片又は素管が抜け出す側に、爪状先端を有するスリーブを設けたことを特徴とする継目無鋼管製造用ガイドである。この場合、前記爪状先端を有するスリーブを、前記ガイドへボルト・ナット又はピンで固定するのが好ましい。なお、スリーブ磨耗時には、スリーブを新しいものに交換する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、継目無鋼管製造用ガイドから丸鋼鋳片又は素管が尻抜けする際の振れや衝撃が従来より一層緩和されるようになる。その結果、管円周方向での肉厚が従来より均一、つまり偏肉が少ない継目無鋼管を安定して製造できるようになると共に、製品歩留りが向上し、製造コストの低減も達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
まず、発明者は、ピアサーでの穿孔中に、管状ガイドから抜け出した該丸鋼鋳片の尾端が振れ廻るのを従来より抑え、その軸を一層安定させることにした。
【００１４】
そして、図４に示した製造工程のうちプラグ・ミル１１側のラインで、外径が２０７ｍｍφ、長さ１５６０ｍｍの丸鋼鋳片１を素材に既存のガイド（図示せず）を用いた穿孔を行うと共に、得られた素管５の偏肉状態を調査した。なお、既存ガイドの鋳片出側位置（丸鋼鋳片が抜ける位置）は、ピアサーのロール・ギャップが最小となる位置より５６０ｍｍ離れた所に設定されてあり、また、該ガイドとその中を通過する丸鋼鋳片との間には３０ｍｍもの隙間（クリアランス）がある。この操業で得られた素管は、外径が２２５ｍｍφ、肉厚１８．５ｍｍ、長さ４１５０ｍｍであった。そして、該素管長さ方向の後端１０００ｍｍにわたって、１００ｍｍ毎に、管円周方向の１６箇所で肉厚を測定し、それぞれの位置での偏肉率（％）を下記（１）式により算出した。
【００１５】
偏肉率＝（（最大値―最小値）／１６箇所の平均値）×１００…（１）
その結果、素管の偏肉率は、管の長手方向でばらついて一定せず、しかも尾端に近いほど値が大きくなる傾向を示した。つまり、発明者が予想した通り、丸鋼鋳片に穿孔する段階で既に偏肉が生じていることが確認された。
【００１６】
そこで、発明者は、この段階での偏肉発生を防ぐため、ピアサー３での穿孔中に、インレット・キャノンと称する管状ガイドから抜け出した該丸鋼鋳片の尾端が振れ廻るのをできる限り抑える必要があると判断し、具体的な手段を検討した。
【００１７】
そして、該ガイドの鋳片出側位置をもっとピアサー側に接近させると、振れ廻る部分の長さが従来より一層短くなり、丸鋼鋳片の軸が安定し、また、該ガイドの内径と通過する丸鋼鋳片の外径との間の隙間を小さくすると、尻り抜け時の衝撃も従来より一層減り、軸の安定に貢献すると考え、その接近及び隙間の適切な条件を鋭意検討することで本発明を完成させた。
【００１８】
従って、本発明では、図１に示すように、ガイド１５の鋳片出側位置１６をピアサー圧延機３のロール１７に従来より接近させることにした。つまり、そのロール・ギャップの最小位置１８よりの距離（Ｌ）が２５０〜３００ｍｍの所に定める。３００ｍｍ超えでは、触れ廻り抑制効果が発揮できないし、後述するスペースの問題で２５０ｍｍ未満にすることはできないからである。また、本発明では、前記丸鋼鋳片と該ガイド１５との隙間１３を１０〜１５ｍｍとして、丸鋼鋳片１をピアサー圧延機３へ供給する。隙間１３が１０ｍｍ未満だと、丸鋼鋳片１の進行が円滑にならず、１５ｍｍ超えでは、鋼鋳片１の尻抜け時に衝撃が緩和できないからである。
【００１９】
次に、上記した本発明を実施するための前記ガイド１５の構造について検討した。しかしながら、ピアサー圧延機３の上下一対に配置したロール１７の間（圧延領域）は、圧延される丸鋼鋳片１の他、それを囲み支えるガイド・シュー（後述の図２で記号２２）が存在し、円筒形状を維持した状態でガイド１５の長さを延長するスペースがない。そこで、発明者は、ガイド１５の長さを従来より延長するのを、図１に縦断面及び図２（ａ）〜（ｃ）に切断面で示すように、先端を爪状にしたスリーブ１９で図ることにしたのである。つまり、円筒の壁を崩し、最終的に先端が４本の爪２１になるような部材（スリーブ）とし、それをガイドに挿入、系止するようにしたのである。このような構造であっても、丸鋼鋳片をピアサへ案内できるからである。
【００２０】
なお、図１に示したスリーブ１９は、爪２１の断面積が    ｍ2程度と細いものであるが、それは一例であって、スペースが許す範囲内で、爪２１の形状及びサイズを変更しても良い。なお、既設のガイド１５への該スリーブ１９の取り付け、固定は、図１に示したように、ピン２０を利用しても良いし、また押さえ板をボルト、ナットで留める構造にしても良い。また、スリーブの材質も特に限定しないが、一般的な炭素鋼で十分である。
【実施例】
【００２１】
外径２０７ｍｍφ、長さ１５６０ｍｍの丸鋼鋳片１（鋼種規格ＳＣＭ４３５）を素材にして、図４に示した製造工程のうちのプラグ・ミル１１側を利用して継目無鋼管を製造した。その際、ピアサー圧延機３での穿孔工程において、そのガイド１５に本発明に係るもの及び従来通りのものを別々に利用し、操業を行った。それらのガイド１５の違いを表１に一括して示す。また、主な操業条件は、丸鋼鋳片１の加熱温度１２８０℃、ピアサー３での丸鋼鋳片の圧延速度２５０ｍ／ｍｉｎである。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
この実施結果は、得られた素管５（外径２２５ｍｍφ、肉厚１８．５ｍｍ程度）の尾端近傍での偏肉率を前記（１）式で求めて評価することにし、一例を図３に示す。図３より、本発明によれば、偏肉率が従来に比べて格段と改善されていることが明らかである。引き続き、その素管５をマンドレル・ミル６で延伸圧延、レデユーサ９で絞り圧延して製品鋼管としたが、製品合格率（合格本数／生産本数×１００）及び歩留り（製品重量／素材重量×１００）も従来に比べて５．０％向上した。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る継目無鋼管の偏肉抑制方法を説明する縦断面図である。
【図２】本発明に係る継目無鋼管製造用ガイドに設けたスリーブの先端を説明する図であり、（ａ）は図１のＣ−Ｃ矢視断面、（ｂ）はＡ−Ａ矢視断面及び（ｃ）はＢ−Ｂ矢視断面である。
【図３】本発明の実施結果を得られた素管の偏肉率で評価し、従来の結果と比較した図である。
【図４】一般的な継目無鋼管の製造工程を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    丸鋼鋳片（丸ビレット）
２    加熱炉
３    ピアサー（圧延機）
４    プラグ
５    素管
６    マンドレル・ミル
７    マンドレル・バー
８    再加熱炉
９    ホット・ストレッチ・レデューサ
１０  エロンゲータ
１１  プラグ・ミル
１２  リーラ
１３  隙間（クリアランス）
１４  サイザー
１５  継目無鋼管製造用ガイド（単にガイド）
１６  鋳片又は素管出側位置
１７  ロール
１８  ロール・ギャップの最小位置
１９  先端を爪状にしたスリーブ
２０  ピン
２１  爪
２２  ガイド・シュー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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